LTEおよび5Gモバイルネットワークでの自動スペクトラムクリアランス

5G NRのTDDネットワークの全世界での配備は、未知の無線環境で行われることになります。この環境では、不要なトランスミッターから発生するアップリンクの干渉が、ネットワーク自体のダウンリンク信号でマスクされます。このような状況では、干渉の探索はきわめて困難な作業になります。探索には従来どおりの手動技法が用いられますが、ネットワークが動作し始める前に干渉信号の自動検出を行うことが役立ちます。

課題

課題は、LTEまたは5G NRネットワークの配備と動作のための新しい周波数バンドを準備するために、無線環境を評価し、スペクトラムクリアランスを実行することです。主要な作業は、外部干渉源を特定して除去することです。この干渉は、特にアップリンクで重大な影響をもたらします。このプロセスは、新しいTDDネットワークの展開で特に重要な意味を持ちます。ダウンリンクとアップリンクの信号が同じ周波数バンドを共有し、時間によってのみ分離されるからです。TDDの配備では、干渉探索手順でスペクトラム測定を実行する際に、ネットワーク自体のハイパワーのダウンリンク信号によって、アップリンクの干渉がマスクされてしまいます。

このため、干渉源を発見して除去するプロセスは、FDDシステムの場合よりも複雑になります。したがって、TDDシステムが動作し始める前に干渉を特定しておくことが強く推奨されます。この作業を自動化できれば、このプロセスの時間と手間を大幅に削減できます。

ネットワークを動作させる前に、以下の作業を実行する必要があります。

• 干渉源の特定とマッピング
• 干渉探索チームへの位置、周波数、スペクトラム形状の伝達
• 干渉源の発見と除去

ローデ・シュワルツの自動ソリューション

上述の作業シーケンスでは、最初に、対象地域でドライブテストを実行します。このテストでは、高速で高感度のスキャニングRFレシーバーを使用して、干渉源の位置、周波数、スペクトラム形状を検出して記録します。結果はポストプロセッシングツールに送られてさらに解析され、最小受信信号レベルなどのいくつかの基準を満たす信号が特定されます。

従来の方法では、スペクトラム・アナライザやハンドヘルドレシーバーを装備した干渉探索チームが対象地域に直接派遣され、手動で干渉源の探索を行っていましたが、上述の方法はこれに比べて3つの重要な利点があります。第1に、潜在的な干渉信号とその特性を、手動技法を使用した場合よりもはるかに高速に特定できます。第2に、データの収集とデータの解析が別々に行われるため、最も時間のかかる作業であるデータ収集を、比較的スキルの低い担当者がはるかに短時間で実行できます。第3に、干渉探索チームの専門家はあらかじめ特定された干渉個所に集中すればよいので、効率が上がります。

スペクトラム・クリアランス・プロセスの2番目のステップである干渉の除去は、R&S®MNT100 レシーバーとR&S®MobileLocator ソフトウェアの組み合わせのような適切な方位探査システムを使用することで自動化できます。

スペクトラム・クリアランス・ソリューションは、以下の要素から構成されます。

• ネットワークスキャナー（R&S®TSMW、R&S®TSMA、R&S®TSMEなど）
• R&S®ROMES4 ネットワークの最適化とトラブルシューティングのためのユニバーサル・ソフトウェア・プラットフォーム
• R&S®ROMES4NPA ポストプロセッシング用ネットワーク問題解析ソフトウェア

主な利点と特長

ローデ・シュワルツ独自のテストソリューションは、ネットワークスキャナーと解析／ポストプロセッシングソフトウェアが接続された唯一の一体型パッケージ製品です。

ユーザーにとっての主な利点は、以下のとおりです。

• 自動干渉特定によるスペクトラム・クリアランス・プロセスの高速化
• データの収集と解析のプロセスを分離することによる専門家リソースの効率的な利用
• データ収集の信頼性向上：定義済みの測定セットアップを配布して測定結果の品質を保証することで、再ドライブのリスクを低減
• 超高感度のスキャナーによる干渉状況の詳細な把握により、純粋なスペクトラムと干渉信号を短時間で明確に分離可能
• きわめて安定した動作と、大量のデータを処理するドライブ・テスト・ソフトウェアの能力による、きわめて効率的なデータ収集
• 内蔵されたポストプロセッシングツールによる容易な解析、セットアップ、変更
• 高速な解析による時間短縮：2時間分のドライブ・テスト・データを通常2～3分で解析可能

干渉信号を詳細に解析した結果、725 MHz～735 MHzにクラスターが明確に見られます（下のスクリーンショットを参照）。

このソリューションの主な特長は、以下のとおりです。

• 一元的な測定制御：定義済みの測定セットアップを配布することで、高品質の測定結果を保証
• 超高感度のスキャナー（アップリンクの30 MHzの帯域幅全体を－130 dBmのDANLでスキャン可能）により、純粋なスペクトラムと干渉信号を短時間で明確に分離
• 超高速のスキャナーにより、同じ測定時間でより多くのデータを収集（または同じ量のデータに対する測定時間を短縮）
• 大量のデータを処理できる実績あるドライブ・テスト・プラットフォーム
• 内蔵の高速な自動ポストプロセッシングツール

製品写真は、R&S®TSMA 自律型ネットワークスキャナーです。これはバッテリーで動作し、ショルダーバッグに収まるので、ドライブテストやウォークテストに便利です。R&S®ROMES4 ドライブ／ウォーク・テスト・ソフトウェアは、R&S®TSMAに内蔵されたNUC（Next Unit of Computing）PCで動作します。ソフトウェアは、GPSレシーバーとマッピング機能でサポートされています。測定はタブレットによって制御され、結果がリアルタイムでユーザーに表示されます。